Uber模式正在颠覆生物科研领域,小型团队也能创建医药公司?

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楼主 2019-02-10 16:25:58
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编者按:在这个不缺乏创新和革命的时代,设想通过API(应用编程接口)调用来访问或修改生物学研究进程并非什么难事,因为这并非是异想天开的科幻小说。科学实验室API目前已经上线可用。大批“科学即服务”(Science-as-a-Service,SciAAs)公司开始涌现,旨在加速科学研究以及生物技术的改进。



对生物技术而言,这是一个令人兴奋的时代。像“23andMe”这样的新兴科技公司的出现表明,我们完全可以通过其DNA分析工具,在该领域创建其他新型公司,再利用生物技术和信息技术的结合,来创建几年前还被认为是科幻小说中的产品。

 

再比如,合成生物学明星公司Zymergen也正致力于扩大科研范围,甚至开发了能够对微生物进行DNA操作的机器人,而这些机器人反过来又能用于扩展化学领域中化合物合成。



Zymergen实验室的自动化设备

 

有充分的迹象表明,跨领域技术的融合正在将以往不可想象的场景逐一实现,科研界的下一场革命也正在势不可挡的推进。


在这样的大背景之下,Transcriptic、Science Exchange、Agave等“科学即服务”类公司在近几年陆续出现,皆在降低科学实验的门槛。




正如亚马逊网络服务(Amazon Web Services)通过其应用编程接口(API),及软件开发工具包(SDK)开放其附加基础架构从而托管全球数十万开发商的代码,现代科研配备正也是如此:计算机运算能力、甚至整个实验室的实验方案都可以向远程团队开放。

 

简而言之,“科学即服务”就是致力于将昂贵且繁重的实验工作进行外包,让科研人员既可以节省时间和金钱,又不影响科学研究的质量,从而最终降低生物技术创业公司的门槛。同时,也通过将科学实验变得高效以及可程式化,让所有有需求并且有想法、但却苦于没资源的研究者都能够从中受益。


在很大程度上,目前的“科学即服务”都是由用户发出请求,经过云端的处理,在向用户下发结果。但其最大的亮点是,“云端处理”是真实发生在实验室里的科学实验大致步骤如下图所示:




接下来,DT君将介绍在此领域有一定代表性的两家机构:Transcriptic和Science Exchange。



颇受资本推崇的Transcriptic公司


目前,最能体现“科学即服务”精神的当属Transcriptic公司的云实验室。通过提供最尖端的按需、API驱动、以及机器人操作的分子细胞生物学研究基础设施,这家公司致力于提供给用户一个能够自动地、远程地管理的、完全成熟的生物技术实验室。


11月,Transcriptic宣布获得1,340万美元A轮投资领投方是Data Collective,跟投方是Digital Science和药明康德(WuXi AppTec)。原有投资者如AME Cloud Ventures也在此轮融资中进行了跟投。

 

归根结底,Transcriptic公司试图解决的问题在于:实验室工作乏味、昂贵并且容易出错,许多研究实验室实际上选择外包或与其他更著名的研究机构合作,以获得所需的设备。这种来回倒腾的方式很可能导致获得结果严重延迟,并且这种方式也十分昂贵。在涉及合作的情况下,还必须设计串联实验,这意味着必须改变实验的性质以满足合作伙伴的需要。

 


Transcriptic公司的内部工作单元

 

该公司声明称,新融资将用于“推动公司的产品、团队以及扩张计划”。Transcriptic公司还表示,其提供的科学服务目前已有个别研究人员、机构以及更大型制药组织使用。

 

公司首席执行官麦克斯·霍达克(Max Hodak)表示:“自2012年创立Transcriptic以来,我们看到了整个行业对实验室工作的看法发生了重大变化。科学服务平台已经使研究人员从长时、艰苦、易出错的工作中解脱出来,使他们能够专注于最值得花费时间的地方。我们的目标是让生命科学研究更便宜、更快速、更易获取,而现在的投资将推动我们进一步创新并使之成为现实。”


 “用户只需惬意的操作浏览器,全自动化的细胞和分子生物学实验室便唾手可得。”

——Transcriptic.com

 

Transcriptic而言,“科学即服务”过程并不是租用实验室来代替用户进行繁复的实验工作,因为移液、传输这种繁杂的工作都是自动化的,并且机器臂操作十分出色,基本不需人为干预。客户通过用户界面或API调用提交工作订单,并在实验的每个步骤接收实验数据反馈。



Transcriptic工作单元内的机械臂


Transcriptic云实验室的目标是改变现有的科学研究方式,同时大大抵消不断增加的临床试验成本、自动化繁琐的实验室工作,并通过并行的开展实验加速研究进程。而其基本理念则是:很多生物学实验其实都是利用类似的基本操作,只是实验材料不同、或者按不同的次序进行。典型的实验操作包括离心、平板读数以及其他一些可以按顺序处理和完全自动化的操作。

 

Transcriptic云实验室最令人印象深刻的是开创了生命科学创业的新时代:受资金困扰的小型团队有可能通过笔记本电脑创建和管理一个盈利的制药公司,这就像当今的互联网创业一样。


目前,斯坦福大学(Stanford University)、伯克利大学(Berkeley University)、加州大学戴维斯分校大学(UC Davis University)以及DeskGen(一个新成立的基因编辑公司)已经开始使用Transcriptic公司的服务。

 


目前,云实验室提供常见的服务项目,如用于动物样品基因分型的PCR技术、DNA / RNA合成以及蛋白质提取等。此外,更复杂或需要定制的实验最好还是委托给CRO机构,但在不远的将来,所有的实验都将能通过云实验室完成。


这种方式甚至可能会改变科学家规划实验的方式。使用人工操作的科学实验,每一步额外的操作都会引发指数增长的成本,并增加人为错误及偏差的可能性。像Transcriptic这样的云实验室API从这些人工劣势中解放研究人员,同时还保证更多的实验成果。




值得注意的是,这种新颖的方法还提供了高效低成本重复科学实验的可能性,可重复性是生物技术领域中令人头疼的问题。此外,云实验室还能大幅缩短新药物投入市场的时间及成本。由于能够监测实验的每个部分,Transcriptic可以让科学家重新进行过去的实验并调整实验参数,轻松验证可能存在疑问的实验。



科学界的Uber:Science Exchange


科学实验通常是时间和劳动密集型工作,并且所需的设备和专业知识及其难得。研究人员通常将这些工作的基础部分外包给CRO(Contract Research Organizations),如大学或商业实验室等,目的在于腾出时间和精力,从而专注于实验设计和结果分析。


此外,外包科学实验能够使拥有科研资源,但却未充分利用的机构,能通过开展其他研究者的实验实现物尽其用。


与CRO机构的合作涉及到撰写实验方案并将其发送到相应科研设备进行实验,其中实验方案需要详述织成整个实验的实验材料、过程以及测量手段等。 CRO业务是一个潜力巨大的市场——2015年已达250亿美元。针对不同类型的实验,相应地有专业化CRO业务,如生物测定以及临床研究等。


事实上,寻找合适的外包CRO机构非常具有挑战性,而这正是Science Exhange的可用武之地。




Science Exchange是一个为科学实验建立的外包平台,换句话说,就是“科学界的Uber”。大学机构——包括哈佛大学医学院(Harvard Medical School)和约翰霍普金斯大学(Johns Hopkins University),以及一些私立实验室,通过网站提供科学实验服务,研究人员选择并预定其科研设备开展实验。生物制药公司如美国健赞公司(Genzyme)就利用 Science Exchange外包其部分研究工作。


实际上,就像在Freelancer网站寻找网站开发人员或者平面设计人员一样,Science Exchange网站的服务提供商在其档案里罗列了其提供的服务项目,包括免疫组织化学(immunohistochemistry)技术和RNA测序等。


当客户在Science Exchange中发布新的实验请求时,相关的CRO机构可以进行投标。Science Exchange通过其网站负责合同细节以及付款事项。Science Exchange的每个服务供应商都会经过工作人员的事先审批,并评有信誉分数。




总之,无论是Transcriptic和Science Exchange,还是陆续正在崛起的类似机构和公司,这种科研领域新形态服务的出现再次证明了,跨领域技术融合的大趋势是无法阻挡的。DT君将对这一话题持续关注,陆续将会有好文发表。

  

编辑:李盼

参考:http://nordicapis.com/exploring-the-cloud-laboratory-advances-in-biotech-science-as-a-service/

http://venturebeat.com/2016/11/18/transcriptic-raises-13-4-million-to-grow-its-cloud-platform-for-automated-scientific-research/




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